多层超表面

可编程三维形变

利用差分泊松比机制，使平面超表面在拉伸下展开为复杂三维曲面，形状可按需编程。

张晓天 · Lu, Chengyang · 李睿智 · 潘飞 · 陈玉丽

Composite Structures 2025

技术优势

平面直接展开为曲面

多层超表面在面内拉伸下即可展开为复杂三维曲面，无需外部模具或多步折叠。

形状可编程

通过单元级泊松比设计与平面内组合方法，可针对目标曲面进行逆设计，实现曲面的按需定制。

实验验证可靠

一系列准静态拉伸实验验证了三维曲面展开机制，结果与有限元模拟吻合良好。

应用场景

• 可展开结构：用于空间展开结构，平面存储、展开成曲面天线或反射面。
• 柔性机构：设计无需铰链的柔性变形机构，通过拉伸直接获得目标曲面。
• 柔性电子：作为可编程基底，使柔性电子器件贴合复杂曲面。
• 机械超材料：将机械超材料引入三维形变技术，拓宽曲面展开的工程应用。